Современная электроника №7/2023

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 20 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 7 / 2023 ных мостиков , состоящих из череду - ющихся связей типа «CuC» и множе - ства сопряжённых углерод - углеродных «C–C» связей в одномерных молеку - лярных цепях . Олигоины могут рас - сматриваться как некие молекулярные проводники , способные передавать заряд на большие расстояния с исполь - зованием эффекта когерентного тун - нелирования . Для стабилизации состояния « оли - гоинового провода » в этой работе используется ротаксан - гексаин и экра - нирующие концевые группы . Такая надмолекулярная сборка обра - зовывалась в процессе подборки раз - личных параметров STM-BJ. Концевые стопоры на основе 3.5- дифенилпири - дина выполняли роль хемосорбцион - ных контактов , соединяющих моле - кулярную проволоку с внешними золотыми электродами . Использование ротаксинирования (rotaxinating) нестабильного архе - типического изолирующего гекси - на позволило получить «host–guest» комплекс , в котором 3.5- дифенилпи - ридин , размещённый по обеим сто - ронам гексаиновой (hexayne) моле - кулярной проволоки , служит якорем для электродов из золота . Результаты многочисленных измерений показа - ли , что « гексаин - ротаксановый ком - плекс » не оказывает существенного влияния на профиль проводимости молекулы гексина . Предложенный метод синтеза моле - кулярных сборок на основе ротакса - на позволяет изолировать олигои - новую молекулярную проволоку от электрических воздействий сосед - них молекул . Дальнейшие разработки одномоле - кулярных устройств и молекулярных проводников были связаны с такими , например , направлениями , как зави - симость проводимости от длины моле - кулярного проводника . Классической в этом плане счита - ется работа [26], в которой авторы проанализировали данные много - численных измерений проводимо - сти одиночных алкановых молекул (alkane backbone). В результате был сделан вывод о том , что опублико - ванные результаты по молекуляр - ной проводимости алканов можно разделить на три группы с различ - ными значениями сопротивления в зависимости от площади устройства молекулярного соединения и харак - тера контактов . Аналогичные выводы были получе - ны для других классов молекул , напри - мер , Si ( силаны ) и Ge ( германы ) [27]. В частности , полученные результа - ты свидетельствуют о том , что прово - димость обычно уменьшается экспо - ненциально в зависимости от длины молекулярной цепи . В то же время вклад сопротивления якорей , с помо - щью которых молекула крепится к выводным контактам , носит линей - ный характер . 3. Перенос заряда через молекулярные туннельные переходы Перенос электронов в различных сре - дах , представляющий собой фундамен - тальный физико - химический процесс , лежащий в основе всех окислительно - восстановительных реакций , изучает - ся экспериментально и теоретически в течение многих десятков лет . Теорети - ческие исследования таких процессов направлены на то , чтобы понять , как их скорость зависит от свойств донора и акцептора , от растворителя и от элек - тронной связи между участвующими состояниями . Процессы , которые пре - обладают в электронных переходах в молекулярных системах , значитель - но отличаются от электронного транс - порта в металлах и полупроводниках . Электрохимические реакции , в кото - рых участвуют как молекулярные , так и твердотельные донорно - акцепторные системы , представляют собой ещё один класс явлений переноса электронов . В молекулярных мостках между металлическими проводниками про - исходит перенос электрона между ква - зисвободными электронными состоя - ниями , с одной стороны , и связанными молекулярными электронными состо - яниями , с другой . Основная проблема , связанная с попытками объяснения проводимости молекулярных проводников , заключа - ется в отсутствии однозначной строй - ной теоретической базы . Современная физика имеет два основных раздела – физика микро - мира ( квантовая механика ), описы - вающая объекты атомарного уровня , и физика макромира , знакомая нам из школьного курса . Объекты квантовой механики имеют размеры , сравнимые с размерами одного атома или с длиной одной химической связи , то есть с боровским радиусом . Основу классической квантовой меха - ники составляют несколько постулатов , в числе которых : принципы неопреде - лённости , суперпозиции , а также коге - рентность и запутанность . Эти вопросы мы рассматривали в журнале « Совре - менная электроника » № 7 за 2022 г . [28]. С точки зрения молекулярной элек - троники нас больше всего интересует волновая когерентность , которая опре - деляется как согласованность волно - вых свойств электронов во времени . Волновые колебания когерентны , если разность их фаз постоянна во времени и при сложении колебаний получается колебание той же частоты . Характер - ным проявлением когерентности явля - ются классические опыты по интерфе - ренции света и электронов . Под макроскопическими понима - ют масштабы явлений и объектов , при которых перестаёт действовать кванто - вая когерентность и становится невоз - можной интерференция волновых функций электронов . Такие эффекты происходят из - за неупругих столкно - вений электронов , например , при их рассеянии на фотонах . В этом случае сбивается фаза электронной волновой функции . Именно поэтому нельзя описать ни с помощью простых законов класси - ческой физики макромира , ни с помо - щью сложной математики классиче - ской квантовой механики микромира , например , проводимость последова - тельного соединения двух кусочков квантовой проволоки или механизм прохождения тока через молекулу . Для описания явлений в погра - ничных областях между микро - и макромирами в начале 1980- х появи - лась гибридная физика , получившая название « мезоскопическая физика » (mesoscopics). Одна из задач мезоскопической физики заключается в учёте кванто - вых поправок в уравнениях классиче - ской электродинамики и электротех - ники [29]. Для учёта интерференции волно - вой функции электронов учитывают - ся такие эффекты , как слабая локали - зация , универсальные флуктуации проводимости , эффект Ааронова – Бома и другие . С другой стороны , мезоскопическая физика учитывает свойства , обуслов - ленные также и макроскопической составляющей системы . Например , в случае описания явле - ний в сверхпроводниках принимается во внимание макроскопическая коге - рентность . В гибридных макроскопи -